Искусственный интеллект для учебы и практики: как технологии меняют образование

Микро- и нанообучение при помощи ИИ

Микро- и нанообучение — новый образовательный подход, который активно используется сейчас, прежде всего, в корпоративном образовании. Он подразумевает процесс предоставления информации в виде 10-15-минутных занятий, видеороликов и упражнений. Также могут быть использоваться и более короткие форматы занятий — от 2 до 5 минут. ИИ используют для того, чтобы разбить сложную тему на короткие, легко воспринимаемые фрагменты текста. Последний позволяет создавать обучающие модули для реализации программ нанообучения и автоматически делить информацию на понятные доступные блоки, при этом выдавая их ученикам в привлекательной запоминающейся форме. Вышеописанный формат подачи учебных материалов по оценкам экспертов должен показать в скором будущем неплохие результаты в повышении внимания школьников. В первую очередь, это связано с большой популярностью среди молодежной аудитории коротких видеоформатов.

Алгоритмы искусственного интеллекта помогают определить уровень студента и создать для него персонализированный план обучения. Яркий пример — приложение для изучения иностранных языков Duolingo. На старте вы проходите тест по изучению языка, и приложение собирает для вас упражнения подходящей сложности. Затем, на основе каждого пройденного урока, ваших успехов и ошибок, Duolingo выбирает упражнения, которые помогают заполнить пробелы и повысить свой уровень. Также в приложение встроена система распознавания речи, которая позволяет практиковать навык произношения.

Развитие искусственного интеллекта (ИИ) и его внедрение в сферу образования приобретает повсеместный характер. Эксперты сходятся во мнении, что ИИ приведет к существенным трансформациям в индустриях, связанных с интеллектуальной деятельностью, к числу которых относится образование.

За последний год популярность этой ИИ-технологии стремительно выросла. В образовании генеративный ИИ используется и для улучшения учебного процесса. Например, чат-бот способен отвечать на вопросы студентов, а нейросети помогают анализировать результаты проведенных занятий, подбирать темы и материалы для новых, подсказывать спикерам, какие программы требуют корректировки. ИИ также помогает и в административной работе преподавателей. «На коммуникацию с родителями учеников обычно уходит очень много времени. Кроме этого, родители часто придираются к тому, как сообщение написано. Говорят: «Вы занимаетесь образованием, а в вашем сообщении падежи не согласованы». Искусственный интеллект в таких случаях приходит мне на помощь. Я на бегу прописываю для ИИ идею сообщения родителям и прошу перефразировать. Искусственный интеллект генерирует стройный, понятный текст, который остается чуть-чуть отредактировать перед отправлением. Так что, если раньше я мог за один день ответить только одному родителю, то сейчас без особых затрат времени пяти-шести», — рассказывает координационный директор школы «Сверхновая школа» Валерий Астанчук.

Еще одна рутинная операция в образовании — создавать опросники и тесты для контроля знаний. В этой сфере тоже есть AI-помощники. Например, сервис для создания тестов PrepAI. Он позволяет создать тест на основе вашего материала (конспекта, книги, видеолекции) или ввести тему в окно поиска и собрать контрольную работу по материалам из интернета. Сервис работает на базе нейросети, которая распознает контент, сегментирует его, генерирует разные варианты ответов. На PrepAI можно делать тесты как для школьников, так и для студентов университетов. Еще один пример автоматизированной разработки контента — сервис Smartest Learning. Инструмент анализирует ваши текстовые документы и на их основе может создавать презентации с иллюстрациями и графиками, викторины и тесты. Все свои проекты можно сохранять в библиотеку и редактировать здесь же.

Обучение идет продуктивнее, когда школьники и студенты чувствуют себя комфортно в новой среде и ощущают поддержку. Здесь на помощь также могут прийти нейросети. Например, студенты университета Эмори (США) разработали чат-бот на искусственном интеллекте Emora, который может общаться на глубокие темы, помогать людям с тревожностью и депрессией. Первая аудитория этого сервиса — студенты-первокурсники, которым нужна поддержка при переезде, смене образа жизни и адаптации в новом коллективе.

Аналогично работает Thinkster — сервис для обучения школьников математике. Взаимодействие с платформой начинается с теста, затем приложение подбирает для пользователя подходящие ему упражнения и меняет программу в зависимости от того, как ученик проявляет себя. Работа на Thinkster включает в себя также уроки с репетитором, которому аналитика по ученикам помогает составлять индивидуальные уроки. Расширенная версия Duolingo использует ChatGPT, чтобы объяснять пользователям их ошибки. Источник

Во фронтенд-команде собрались очень активные ребята, которые задавали интересные вопросы и по-настоящему удивили своей финальной работой. Они не только выполнили техническое задание, но и добавили собственные доработки: например, возможность выбрать различные стили изображения и настроить их соотношение в конечной картинке. В работе они использовали HTML, CSS, Javascript. ChatGPT помогла им там, где не хватало собственных компетенций. Например, некоторые еще не очень хорошо знали JavaScript и задавали нейросети конкретные запросы: «напиши код для слайдера». ChatGPT также оснащена датасетами верстки, поэтому хорошо справлялась с этими задачами. По сути, нейросеть выступила помощником, который наталкивает на мысль или дополняет компетенции разработчиков-новичков.

Персонализация обучения

Чтобы получить помощь в образовании, не обязательно идти за специализированными сервисами — полезным может оказаться даже ChatGPT. Например, студентам курса фронтенд-разработки Skillfactory нейросеть помогла в работе на «Мегахакатоне» — большом практическом мероприятии с участием реальных заказчиков. Задачу команде поставила компания «ХотКей», которая разработала для своих клиентов нейросеть для генерации картинок. Студентам-фронтендерам предложили создать веб-интерфейс для управления этой нейросетью. Некоторые участники команды учились фронтенду всего две недели, но при поддержке нейросети отлично справились с задачей.

Авторы исследования отмечают, что одним из самых востребованных навыков будущего, станет высокий уровень владения ИИ-инструментами, а наука об использовании ИИ его ключевым элементом. Различные страны уже принимают меры для привлечения талантов в области искусственного интеллекта, поскольку находятся в условиях жесткой конкуренции. Так, в России, по словам заместителя директора Департамента государственной политики в сфере высшего образования Минобрнауки России Алексея Левченко, в 16 университетах разработано 90 программ для обучения специалистов в области искусственного интеллекта. В рамках федерального проекта «Искусственный интеллект» должно быть создано около 100 таких образовательных программ.

Используя алгоритмы искусственного интеллекта, можно создавать персонализированные игры, которые помогают ускорить процесс обучения. Это делает обучение более увлекательным и способствует лучшему усвоению материала. В первую очередь геймификация в образовании используется для повышения мотивации учащихся. Она также помогает добиться более высокой концентрации, интереса к изучаемому материалу и удержанию внимание на протяжении всего занятия.

По мнению генерального директора ЮНЕСКО Одри Азуле, искусственный интеллект серьезно изменит всю сферу образования, а методы преподавания, способы обучения, доступ к знаниям и подготовка учителей претерпят революционные изменения. У сферы образования, в отличие от бизнеса, есть своя специфика интеграции ИИ-технологий. Основной целью внедрения ИИ в образовательные процессы является не получение экономического эффекта, а повышение качества обучения, которое сложно измерить с помощью системы объективных показателей. Область применения ИИ в образовании уже сейчас весьма разнообразна. Его можно использовать для анализа поведения учеников, студентов и преподавателей, персонализации процесса обучения, прокторинга (контроля честного прохождения онлайн-экзаменов и тестирования), проверки уровня знаний и работ учащихся и пр. Важным социальным эффектом внедрения ИИ станет повышение уровня доступности образования, а также инклюзивности образовательной среды.

При этом использование искусственного интеллекта — это не только оснащение классов и аудиторий соответствующим оборудованием, но и смена образовательной парадигмы. По мере внедрения ИИ-решений на место традиционным занятиям будет приходить разноформатное проектное обучение. Изменится и роль педагога. Возрастет его значимость как наставника, мотивирующего учеников к самостоятельной работе, обучающего приемам работы с информацией, поиску новых решений. Это связано с тем, что искусственный интеллект в образовании основан на использовании разнообразных приложений, включая интеллектуальных наставников, функциях персональной и оперативной обратной связи, контроля прогресса в обучении. Возможности ИИ также можно использовать для оказания специализированной поддержки и повышения осведомленности о пробелах в знаниях, что позволяет преподавателям использовать технологии персонализированного и адаптивного обучения. ИИ обеспечивает возможность принятия решений на базе алгоритмов, позволяющих оценивать сложные навыки и знания в режиме реального времени. Кроме того, образовательные системы на базе искусственного интеллекта способны анализировать динамику занятий в классе и вовлеченности учащихся, что позволяет оперативно выявлять не успевающих учеников и устранять пробелы в знаниях. Подобные технологии, еще недавно казавшиеся уделом отдаленного будущего, уже используются в образовательной сфере.

Адаптивное обучение предполагает такую форму организации учебного процесса, при которой максимально учитываются навыки, интересы и другие индивидуальные особенности обучающихся. Построение адаптивных образовательных моделей осуществляется с использованием технологий на базе ИИ и машинного обучения, позволяющих анализировать результаты освоения образовательной программы студентом или школьником и корректировать ее для каждого ученика.